1、第六章 滾動軸承的精度設計,基本要求： 了解滾動軸承內外徑公差、公差帶、 負 荷類型等基本概念； 掌握滾動軸承的精度設計的基本方法 重點難點：滾動軸承公差帶特點及精度設計,本章涉及的主要國家標準,GB/T307.1-1994 向心軸承 公差 GB/T307.3-1996 滾動軸承 一般技術要求 GB/T275-1993 滾動軸承與軸和外殼的配合,1、作用：軸承是一種傳動支承部件，它既可以用于支承旋轉的軸，又可以減少軸與支承部件之間的摩擦力，廣泛地用于機械傳動中。 2、分類： 滑動軸承： 滾動軸承 ： 按滾動體結構：球軸承、滾子軸承、滾針軸承 按承受載荷形式：向心軸承、推力軸承、向心 推力軸承,

2、6.1 軸承概述,3、組成 滾動軸承由內圈、外圈、滾動體和保持架組成。,4、安裝形式,外圈與箱體上的軸承座配合，內圈與旋轉的軸頸配合。 通常外圈固定不動因而外圈與軸承座為過盈配合；內圈隨軸一起旋轉內圈與軸也為過盈配合。 考慮到運動過程中軸會受熱變形延伸，一端軸承應能夠作軸向調節(jié)；調節(jié)好后應軸向鎖緊。,5、國標規(guī)定,滾動軸承的國家標準不僅規(guī)定了滾動軸承本身的尺寸公差、旋轉精度（跳動公差等）、測量方法，還規(guī)定可與滾動軸承相配的箱體孔和軸頸的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。,6.2 滾動軸承精度等級,滾動軸承按其內外圈基本尺寸的公差和旋轉精度分為五級：其名稱和代號由低到高分別為普通級/0、中等級/6

3、、/6x、精密級/5， 4、及超精密級/2。,、滾動軸承精度等級的應用,0級：主要用于旋轉精度要求不高的機構。 6級：用于旋轉精度和轉速較高的旋轉機構中。 5，4級：用于轉速和旋轉精度要求都高的旋轉機構。 2級：用于旋轉精度和轉速很高的機械。 選用軸承的精度的依據(jù)主要是：對軸承部件提出的旋轉精度要求和轉速的高低，一般只有在使用0級軸承不能保證機構要求的旋轉精度時，才選用較高精度的軸承。,滾動軸承的基本尺寸精度包括：軸承內徑(d)、外徑(D)的制造精度，軸承內圈寬度(B)和外圈寬度(C)的制造精度，對于圓錐滾子軸承還有裝配高度(T)。,滾動軸承的旋轉精度包括：成套軸承內外圈的徑向跳動(Kia，K

4、ea)；成套軸承內外圈端面對滾道的跳動(Sia，Sea)；內圈基準端面對內孔的跳動Sd，外徑表面母線對基準端面的傾斜度的變動量SD等。,兩種精度,兩種尺寸公差是：軸承的單一內徑（ds）與外徑（Ds）的極限偏差（ds、Ds）；單一平面的平均內徑（dmp）與外徑（Dmp）的極限偏差（dmp、Dmp）。 兩種形狀公差是：軸承單一徑向平面內，內徑（ds）與外徑（Ds）的變動量（Vdp 、VDp）；軸承平均內徑與外徑的變動量（Vdmp 、VDmp）。,兩種公差,6.3 滾動軸承公差帶,任何尺寸的公差帶由兩個因素決定：公差帶的寬窄和公差帶的位置。滾動軸承的公差帶也不例外，其公差帶如圖所示。 軸承內、外徑公

5、差帶的特點是：所有公差帶都單向偏置在零線下方，即上偏差為0，下偏差為負值。,軸承內外徑公差帶圖：,1、基本尺寸：滾動軸承的基本尺寸是指滾動軸承的內徑d、外徑D和軸承寬度B。 2、軸承的配合尺寸：由于軸承內、外圈均為薄壁結構，制造和存放時易變形，但在裝配后能夠得到矯正。為了便于制造，允許有一定的變形。為保證軸承與結合件的配合性質，所限制的僅是內、外圈在其單一平面內的平均直徑，即軸承的配合尺寸。 外徑： Dmp=（Dsmax+Dsmin）/2 內徑： dmp=（dsmax+dsmin）/2 Dsmax、Dsmin為加工后測得的最大、最小單一外徑。 dsmax、dsmin為加工后測得的最大、最小單一

6、內徑。,滾動軸承的基本尺寸及公差要求,滾動軸承的基本尺寸及公差要求,3、尺寸制造公差：國家標準對軸承內徑和外徑尺寸公差作了兩種規(guī)定：一是規(guī)定了內、外徑尺寸的最大值和最小值所允許的偏差，即單一內、外徑偏差，其目的是為了限制變形量；二是規(guī)定了內、外徑實際尺寸的最大值和最小值的平均值偏差，即單一平面平均內、外徑偏差，目的是用于軸承的配合。二者應符合國家標準。（P.140) 4、滾動軸承的旋轉精度：是指軸承內外圈的徑向跳動公差；軸承內、外圈的端面對內孔軸線的端面跳動公差等。,已知軸承的基本尺寸如圖所示。根據(jù)實際工況采用E級（相當于/P6）向心軸承，試畫出軸承孔軸公差帶并標注有關尺寸。 (查表6.1）,

7、es=0,ES=0,ei=-0.013,EI=-0.01,軸承公差帶標注示例：,6.4 滾動軸承的精度設計,結構型式的選擇：屬于機械零件的范疇。主要對軸進行受力分析，確定軸承的類型（向心、推力、向心推力）、軸承的基本尺寸（內徑、外徑、軸承寬度）。 軸承配合的精度計算：軸承是根據(jù)工況選用；與軸承相配合的軸頸、軸承座則需進行精度設計：包括配合性質的確定、形位公差的確定、表面粗糙度的確定等。這部分內容由互換性解決。,1、配合性質的選擇,軸承配合性質的選擇即是確定與軸承相配合的軸頸和軸承座的基本偏差代號。 選擇軸承配合性質的依據(jù)是：軸承內外圈所受的負荷類型、軸承所受負荷的大小、軸承的工作條件、與軸承相

8、配合的孔和軸的材料和裝卸要求等。,（1）負荷類型,定向負荷：作用于軸承上的合成徑向負荷與套圈相對靜止，即負荷方向始終不變地作用在套圈滾道的局部區(qū)域上。通常采用小間隙配合或過渡配合。 旋轉負荷：作用于軸承上的合成徑向負荷與套圈相對旋轉，即合成徑向負荷順次作用在套圈的整個圓周上。通常采用過盈或較緊的過渡配合。,擺動負荷：作用于軸承上的合成徑向負荷與所承載的套圈在一定區(qū)域內相對擺動，即合成徑向負荷經常變動地作用在套圈滾道的小于180的部分圓周上。,負荷類型示例：,a)內圈旋轉負荷，外圈定向負荷 b)內圈定向負荷，外圈旋轉負荷 c)內圈旋轉負荷，外圈擺動負荷 d)內圈擺動負荷，外圈旋轉負荷,(2)負荷

9、大小,軸承在負荷的作用下，套圈會發(fā)生變形，使配合面受力不均勻，引起松動。因此，受重負荷時配合應緊些，受輕負荷時配合應松些。一般地，負荷如下分類： 輕負荷： P0.07C 正常負荷：0.07CP0.15C 重負荷： P0.15C 其中：C為軸承的額定負荷，數(shù)據(jù)可以從有關手冊中查找。,（3）工作溫度,軸承旋轉時，套圈的溫度經常高于相鄰零件的溫度。軸承的內圈可能因熱脹而使配合變松；外圈會因熱脹而使配合變緊。選擇配合時應考慮溫度的影響。,（4）旋轉精度和旋轉速度,當對軸承有較高旋轉精度要求時，為消除彈性變形和振動的影響，應避免采用帶間隙的配合，但也不能太緊。軸承轉速越高，應選用愈緊的配合。,2、形位公

10、差及表面粗糙度的確定,為了保證軸承的正常運轉，除了正確地選擇軸承與軸頸及箱體孔的公差等級及配合外，還應對軸頸和箱體孔的形位公差及表面粗糙度提出要求。 形狀公差：主要是軸頸和箱體孔的表面圓柱度要求。 位置公差：主要是軸肩端面的跳動公差。 表面粗糙度：表面粗糙度值的高低直接影響著配合質量和連接強度，因此，凡是與軸承內、外圈配合的表面通常都對表面粗糙度提出較高的要求。,例： 某一圓柱齒輪減速器的小齒輪軸，如圖，要求齒輪軸的旋轉精度比較高，兩端裝有6級單列向心球軸承（型號308），軸承尺寸為40*90*23（mm），額定負荷C為32000N，P=4000N，試用查表法確定軸頸和外殼孔的公差帶代號，畫出公差帶圖，并確定孔軸的形位公差值和表面粗糙度參數(shù)值。,40K5,90H6,3、滾動軸承的標注,（1）裝配圖 在裝配圖上，不用標注軸承的公差等級代號